化学与自然资源的开发和利用PPT演示文稿

古代中国劳动人民用木炭炼铁
将金属从其化合物中还原出来用于生产 和制造各种金属材料的过程在工业上称为 金属的冶炼。
冶炼金属的实质是用还原的方法 使金属化合物中的金属离子得到 电子变成金属原子。
金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性逐渐减弱 金属离子的得电子能力逐渐增强
其它铝热反应
高温
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
高温 高温
铝热反应的应用
铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊 接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理， 使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等
铜 镜 汉武帝时铜币 先秦刀币
这是英法联军 洗劫焚毁世界 建筑史上最杰 出的园林—— 圆明园后，被 劫掠到国外的 珍贵文物—— 铜虎头，2000 年在香港被拍 卖。由中国派 员出高价将其 赎回。
记住我们的国耻：中国还有上百万件珍贵文物流失海外
我国古代炼铁工业长期领先于世界，我们在西汉初时已经 懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年， 南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到 500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。
镁在地壳中含量只有铝 的四分之一，而且镁比 铝更加活泼，所以要想 矿物质中获取镁，代价 比铝更高。
海洋中含有大量的氯化 镁，海水又咸又苦。 咸是因为含有氯化钠， 苦是因为含有氯化镁，
同样道理，粗盐易潮 解是因为其中含有较 多的氯化镁，而氯化 镁易吸水。
据估算，假如每年从海水中提取1亿吨镁再过 一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的 0.13%降低到0.12%，即只减少了万分之一。 可谓取之不尽，用之不竭。
（1）使海水淡化的途径 通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离 出去，都可以达到淡化海水的目的。
（2）海水淡化的方法及其特点 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、 离子交换法等。 其中蒸馏法的历史最久， 技术和工艺也比较完善， 但成本较高。
由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银 之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。
然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工 艺不断改进， 现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成 分是Al2O3，当然还是有很多 其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一 降千丈，走入千家万户。
第一课时
一、金属矿物的开发利用
黄铜矿
赤铁矿
铝矿
锰矿
钨矿
锌矿
人类最早发现和应用的金属分别是：
Cu2（OH）2CO3
===== 2CuO + H2O + CO2↑ 高温 C + 2CuO ===== CO2 + 2Cu 铜是人类第一种大量使用的金属，结束了 漫长的“石器时代”.
在公元前 6000 年到 7000 年左右， 人类开始迈进了象征古代文明开 端的“铜器时代”。
冶炼金属的方法
1、热分解法（适合一些不活泼金属）
加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
2、物理提取法：适用于极不活泼的
金属——Pt、Au
3、热还原法（适用于大部分金属）
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
高温
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑
金属离子 的得电子
主要冶炼 方法
合理开发和利用矿物资源，主要途径有： 1、提高金属矿物的利用率 2、减少金属的使用量 3、加强金属资源的回收和再利用 4、使用其他材料代替金属材料
……………
1、下列各种冶炼方法中，可以制得 相应金属的是（ C ） A、加热氧化铝 B、加热碳酸钙 C、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热
1、不同的金属，冶炼方法不同
M
+n
得电子
M （被还原）
因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。
2、金属活动 性顺序金属的冶炼
金属活动 K、Ca、Na、 Zn、Fe、Sn、 Hg、Ag、 顺序 Mg、Al Pb（H）、Cu Pt、Au 金属失电 子能力 强————————————→弱 弱————————————→强 电解法 热还原法 热分解法
铝热反应
实验4－1
注意观察现象
反应现象：镁条剧百度文库燃烧，放出大量的
热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应， 纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
铝热剂
铝是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物 反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的 金属也可作还原剂。
2、根据金属在金属活动顺序表中的位置 及性质，推测制取下列金属最适宜的方法： ①Na 电解法 ②Zn 加热还原法 ③Hg 加热分解法 ④Au 物理提取法
第一节第二课时
从太空观察地球，看到地球上有七片陆 地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中
海洋是美丽的， 也是富饶的
是“历史留给人类的资源储备”
1.海水水资源的利用：海水的淡化
4、电解法（适合一些非常活泼金属）
电解
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
冰晶石 电解
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
电解法
K Ca Na Mg Al
热还原法 Zn Fe Sn Pb (H) Cu
热分解法
Hg Ag
物理提取法 Pt Au
今天铝的产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成 为现代文明不可缺少的金属，铝在工业上被称为 “钢精”，是因为它的合金不但轻，而且强度足以 替代钢铁，铝除了用于建材之外，还被用于航天工 业，如我国第一颗人造卫星东方红一号，外壳全部 用铝合金制成，美国的阿波罗—11号，宇宙飞船所 用的金属材料中，铝及合金75%左右，可以说人类 送上太空的金属中，铝是最多的了。 注意：正常人的人体，每70公斤体重约含61毫克铝。 但铝摄入过多却是对人体有害的，经研究表明，铝 元素能渗入人脑，与神经元细胞释放出来的具有传 递信息功能的有机碱反应，导致神经系统传递信息 受阻，引起老年痴呆。